一种铰接式柔性连接器的制作方法

本发明属于海洋工程领域，具体涉及一种铰接式柔性连接器。

背景技术：

超大型浮式结构物是立足国家海洋权益维护和深海资源开发的重大高端海洋工程装备。它可用作远海快速运输交通枢纽、大型深远海开发操作平台、远洋物资存储中继站以及海上机动快速反应的综合军事平台等。由于超大型浮式结构物的尺寸巨大，从建造、运输以及日常维护等方面考虑，其注定采用模块化拼装结构。因此连接器成为模块化结构的关键部件，以往人们采用焊接、铰接等刚性或半刚性连接器，往往导致应力集中，结构难以承受。

中国发明专利“超大型海洋浮式结构物模块间连接器及连接方法（申请号：201210496392.6）”、“应用于超大型海洋浮式结构物模块间的连接器及连接方法（申请号：201410199638.2）”、“一种海洋浮体有动力可调节负压真空吸盘式连接器（申请号：201610161973.2）”等针对超大型海上浮式结构物的模块化连接，提出了若干柔性连接器装置，并且实现了快速安装拆卸的功能，但其大多涉及到复杂的执行机构如液压油缸、电磁吸盘、真空吸盘等，对于超大型浮式结构物所处的海上恶略环境来讲，其安全性和可靠性难以保证。

综上所述，现有技术的超大型浮式结构物之间的连接件以及连接的结构主要存在连接强度不够，以及很难实现快速拼装及解脱的需求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供结构可有效的减小结构应力、结构简单紧凑、方便更换维护的柔性连接器。

本发明解决问题的技术方案是：一种铰接式柔性连接器，包括第一铰接座和第二铰接座，所述第一铰接座包括中空的箱型壳体、设置于壳体中空腔内的第一连接座，壳体右侧面中部设有贯通孔；

所述第一连接座包括与壳体右侧面平行设置的矩形座体、垂直固定于座体中部的第一铰接部、垂直于座体侧边沿设置的挡板，所述第一铰接部从贯通孔中伸出；

所述座体与壳体内腔的右侧面之间均设有第一弹性高分子材料垫；

所述挡板与壳体内腔的顶面、底面、前侧面、后侧面之间均设有第二弹性高分子材料垫；

所述座体与壳体内腔的左侧面之间均设有第三弹性高分子材料垫；

所述第二铰接座包括中空的箱型壳体、设置于壳体中空腔内的第二连接座；第二铰接座与第一铰接座具有相同的结构，唯一的区别在于第二连接座上的第二铰接部与第一铰接部结构不同，所述第二铰接部与第一铰接部配套铰接。

采用上述结构的连接器连接超大型浮式结构物后，其铰接结构可释放浮体纵摇自由度，减小由弯矩产生的巨大连接载荷。而且，在发生拉压、弯曲等变形时均靠高强度弹性高分子材料垫传递载荷，可有效的减小结构应力。

进一步的，所述第一弹性高分子材料垫及第三弹性高分子材料垫由多层弹性橡胶及刚性垫板交替堆叠而成；

第一弹性高分子材料垫中心开有可允许第一铰接部穿过的过孔。

刚性垫板可增加各弹性高分子材料垫的刚度，从而增加连接器的强度。

进一步的，所述第一弹性高分子材料垫与座体、刚性垫板、壳体右侧面之间硫化在一起。

所述第一弹性高分子材料垫与第一铰接部侧壁、挡板、以及与壳体的非接触面之间均存在间隙。

所述第三弹性高分子材料垫与座体、刚性垫板、壳体左侧面之间硫化在一起。

所述第三弹性高分子材料垫与挡板、以及与壳体的非接触面之间均存在间隙。

所述第二弹性高分子材料垫与挡板和壳体接触面之间硫化在一起。

所述第二弹性高分子材料垫与壳体内腔的左侧面和右侧面之间均留有间隙。

上述方案中，设置间隙是为给挤压变形的各弹性高分子材料垫提供变形空间。

采用硫化工艺可以将弹性高分子材料垫分别与对应的连接部件相对固连在一起，同步运动，一方面防止在循环受力时产生间隙而磨损，一方面同步运动可承受更大载荷。

为防止碰撞，所述第一铰接部与贯通孔边沿之间留有间隙。

所述第一铰接部端部设有u形铰接头，第二铰接部端部设有一字型铰接头，该一字形铰接头插入u形铰接头中并通过销轴连接。

本发明的柔性连接器结构简单紧凑，连接器的铰接结构可释放浮体纵摇自由度，减小由弯矩产生的巨大连接载荷。在发生拉压、弯曲等变形时均靠高强度弹性高分子材料传递载荷，可有效减小结构应力，同时柔性体可减缓冲击，确保超大型浮体安全运行。而且，该连接器为模块化结构，方便更换维护。

与该柔性连接器配合的浮式平台连接结构，可快速连接和脱离，实现六自由度弹性约束。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明柔性连接器立体图。

图2为本发明柔性连接器正剖视图。

图3为本发明柔性连接器俯剖视图。

图中：1-第一铰接座，2-第二铰接座，3-壳体,4-第一连接座，5-第一弹性高分子材料垫，6-刚性垫板,7-第二连接座，8-第二弹性高分子材料垫，9-贯通孔，10-第三弹性高分子材料垫,41-座体，42-第一铰接部,43-挡板,72-第二铰接部。

具体实施方式

为了便于描述，各部件的相对位置关系（如：上、下、左、右等）的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

如图1～3所示，一种铰接式柔性连接器，包括第一铰接座1和第二铰接座2，所述第一铰接座1包括中空的箱型壳体3、设置于壳体3中空腔内的第一连接座4。壳体3右侧面中部设有贯通孔9。

所述第一连接座4包括与壳体3右侧面平行设置的矩形座体41、垂直固定于座体41中部的第一铰接部42、垂直于座体41侧边沿设置的挡板43。所述第一铰接部42从贯通孔9中伸出，第一铰接部42与贯通孔9边沿之间留有间隙。

座体41与第一铰接部42一体成型，且第一连接座座体41与第一铰接部42的交界处平滑过渡。平滑过渡可减小应力集中。

所述座体41与壳体3内腔的右侧面之间均设有第一弹性高分子材料垫5。

所述挡板43与壳体3内腔的顶面、底面、前侧面、后侧面之间均设有第二弹性高分子材料垫8。

所述座体41与壳体3内腔的左侧面之间均设有第三弹性高分子材料垫10。

所述第一弹性高分子材料垫5及第三弹性高分子材料垫10由多层弹性橡胶及刚性垫板6交替堆叠而成。

第一弹性高分子材料垫5中心开有可允许第一铰接部42穿过的过孔。

所述第一弹性高分子材料垫5与座体41、刚性垫板6、壳体3右侧面之间硫化在一起。所述第一弹性高分子材料垫5与第一铰接部42侧壁、挡板43、以及与壳体3的非接触面之间均存在间隙。

所述第三弹性高分子材料垫8与座体41、刚性垫板6、壳体3左侧面之间硫化在一起。所述第三弹性高分子材料垫10与挡板43、以及与壳体3的非接触面之间均存在间隙。

所述第二弹性高分子材料垫8与挡板43和壳体3接触面之间硫化在一起。所述第二弹性高分子材料垫8与壳体3内腔的左侧面和右侧面之间均留有间隙。

所述第二铰接座2包括中空的箱型壳体3、设置于壳体3中空腔内的第二连接座7。第二铰接座2与第一铰接座1具有相同的结构，也在相应的位置设有弹性高分子材料垫，唯一的区别在于第二连接座7上的第二铰接部72与第一铰接部42结构不同。第一铰接部42端部设有u形铰接头，第二铰接部72端部设有一字型铰接头，该一字形铰接头插入u形铰接头中并通过销轴连接。